KR0176519B1 - Qep, ic의 검사 장치 및 검사 방법 - Google Patents

Abstract

실장된 QFP와 IC 등의 납땜 상태의 검사 등이 가능한 인쇄 회로 기판 실장 부품 검사용 검사 장치와 그 방법이 개시되어 있다.

QFP와 IC 등을 인새 회로 기판에 실장한 후에 납땜 상태에 대한 검사가 필요함에도 이를 위한 적절한 검사 장치나 방법이 없어 경제성이나 작업 효율 면에서 많은 손실을 초래하고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 하면에 소정의 형상으로 형성된 삽입홈을 갖는 검사 용구, 검사 용구의 삽입홈에 삽입되는 전도성 고무, 검사 용구를 안내하고 지지하는 축, 축에 삽입되어 검사 용구를 지지하는 스프링, 검사 용구가 설치되는 상부 구조체, 상부 구조체가 하강되어 기판을 누르면 기판의 하부에서 이와 전기적으로 접촉하는 복수의 접촉 핀, 접촉 핀이 설치되는 하부 구조체 및, 접촉 핀에 전류를 인가하도록 전기적으로 연결되어 있는 제어 수단을 포함하는 인쇄 회로 기판 실장 부품 검사용 검사 장치와, 이에 의한 검사 방법을 안출하였다.

이와 같은 검사 장치와 검사 방법은 각종 인쇄 회로 기판의 실장 부품 검사에 적용될 수 있다.

Description

QFP, IC의 검사장치 및 검사방법

제1도는 본 발명에 따른 검사용구가 상승 하강하며 검사가 이루어지는 모습을 개략적으로 보여 주는 사시도.

제2도는 검사용구가 검사를 위해 검사 대상의 QFP와 접촉하고 있는 상태를 보여 주는 단면도.

제3도는 인쇄회로기판과 QFP의 리이드 사이의 납땜 불량 상태를 보여 주는 부분 단면도.

제4도는 본 발명에 따른 검사장치를 보여 주는 도면으로 상부 구조체와 하부 구조체가 기판을 사이에 두고 접촉하고 있는 상태를 보여 주는 단면도. 그리고,

제5도는 본 발명에 따라 인쇄회로기판에 실장된 QFP 리이드의 납땜 상태를 검사하기 위한 구성을 예시하는 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 검사용구 2 : 전도성 고무

3 : QFP(Quad Flat Package) 4 : 축

5 : 스프링 6 : 인쇄회로기판

7 : 접촉핀 8 : 상부 구조체

9 : 하부 구조체

본 발명은 표면 실장부품의 검사를 위한 검사장치와 검사방법에 관한 것으로서, 특히, 실장부품 테스터(in-circuit tester)에 의한 검사에서 QFP(Quad Flat Package), IC 등과 같은 실장부품의 쇼트/오픈(short/open) 검사를 수행하여 부품의 불량, 인쇄회로기판의 불량 등을 검사하기 위해 전도성 고무를 이용한 검사 전용구를 구비한 검사장치와 이에 의한 검사방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판에 조립하기 위한 부품을 조립 전에 검사함으로써 인쇄회로기판의 불량을 줄이려는 것과 마찬가지로, 인쇄회로기판에 조립된 상태에서 수행되는 표면 실장부품에 대한 납땜 상태 등에 대한 검사는 조립된 인쇄회로기판의 불량을 미리 찾아냄으로써 최종 제품의 불량을 감소시키기 위한 필수적인 공정이다.

그런데, 지금까지 표면 실장된 인쇄회로기판에서 실장부품 테스터에 의해서 QFP, IC 등의 납땜불량을 검사할 수 없었다. 즉, QFP가 인쇄회로기판의 패턴에 납땜되어 있을 때, 어느 단자가 납땜 불량인지 검사할 수 없어 불량 인쇄회로기판을 양품 처리하는 경우가 발생하게 된다. 이와 같이, 불량 회로기판을 양품으로 처리하게 되면, 그 회로기판이 사용되는 중간 제품 또는 최종 제품의 검사 과정에서 불량으로 판정될 것이다. 이처럼, 인쇄회로기판에 부품이 조립이 완료된 후의 검사 또는 인쇄회로기판이 사용되는 제품에서의 검사는 불량을 찾는 데 시간이 소요될 뿐만 아니라 불량 개소를 찾기가 용이하지 않으므로 상대적으로 많은 손실을 초래하게 된다. 또한, 이로 인해 중간 제품이나 최종 제품이 불량이 되는 경우는 더 큰 손실을 초래하게 된다.

따라서, QFP, IC 등을 포함하여 인쇄회로기판에 실장되는 모든 부품에 대해 납땜검사를 포함한 소정의 검사를 수행하는 것이 중요하고도 필수적인 사항임을 알 수 있다.

본 발명의 목적은 인쇄회로기판에 실장되는 QFP, IC 등의 쇼트/오픈 검사를 수행할 수 있는 검사장치와 검사방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실장부품 검사용 검사장치는 인쇄회로기판과 그 인쇄회로기판에 실장된 실장부품의 리이드들의 접속상태를 검사하기 위한 인쇄회로기판 실장부품 검사용 검사장치에 있어서, 하면에 소정의 형상으로 형성된 삽입홈을 갖는 검사용구; 상기 검사용구를 안내하고 지지하는 축; 상기 축의 외주를 따라 삽입되어 검사용구를 지지하는 스프링; 상기 축을 통해 상기 검사용구가 설치되며, 승강 가능하게 설치되는 상부 구조체; 인쇄회로기판의 하부에 위치하며 상기 상부 구조체가 하강되어 상기 인쇄회로기판을 누르면 그 인쇄회로기판과 전기적으로 접촉되는 복수의 접촉핀; 상기 복수의 접촉핀이 설치되는 하부 구조체; 상기 검사용구의 삽입홈에 삽입되며, 상기 상부 구조체의 하강에 따른 검사용구의 하강시에 상기 실장부품의 리이드들에 접촉됨으로써 그 리이드들을 모두 전기적으로 연결시키는 전도성 고무; 및 상기 전도성 고무가 상기 리이드들을 모두 전기적으로 연결시킨 상태에서 상기 복수의 접촉핀 중 임의로 선택된 두 개의 접촉핀 사이에 전류를 인가하여 그 두 개의 접촉핀 사이의 쇼트/오픈상태를 검사할 수 있도록 상기 복수의 접촉핀과 전기적으로 연결되어 있는 제어수단; 을 포함하여 구성된다.

본 발명의 실장부품 검사용 검사장치를 사용한 검사방법은 상부 구조체를 하강시킴으로써 이에 부착된 검사용구를 하강시켜서, 하부 구조체 상의 인쇄회로기판에 실장된 실장부품의 리이드들이 모두 전기적으로 연결되도록, 상기 검사용구에 설치된 전도성 고무를 상기 실장부품의 리이드들에 접촉시키는 단계; 상기 하부 구조체에 상기 인쇄회로기판을 통해 상기 각 리이드들과 전기적으로 연결되는 위치에 설치된 복수의 접촉핀이 인쇄회로기판과 접촉하도록 상부 구조체를 인쇄회로기판으로 하강 압착시키는 단계; 및 상기 복수의 접촉핀이 인쇄회로기판에 접촉된 상태에서, 상기 복수의 접촉핀 중 임의로 선택된 두 개의 접촉핀 사이에 전류를 인가하여 그 두 개의 접촉핀 사이의 쇼트 또는 오픈상태를 확인하는 확인단계; 를 포함한다.

이와 같은 검사장치를 사용함으로써, 검사가 어려웠던 QFP, IC 등의 납땜 검사가 용이하게 달성되며, 불량의 검출이 정확히 이루어지므로 경비 절감과 품질 향상의 효과를 거둘 수 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 제2도와 제4도를 참조하여, 본 발명의 검사장치의 구성을 살펴 본다. 제2도는 검사용구가 검사를 위해 검사 대상의 QFP와 접촉하고 있는 상태를 보여 주는 단면도이고, 제4도는 본 발명에 따른 검사장치를 보여 주는 도면으로 상부 구조체와 하부 구조체가 인쇄회로기판을 사이에 두고 접촉하고 있는 상태를 보여 주는 단면도이다. 이와 같은 장치에서는 QFP, IC 등과 같이 복수의 리이드를 갖는 부품은 그 형상이 사각형인 경우는 물론 사각형이 아닌 경우를 포함하여 모두 검사할 수 있으며, 여기서는 편의상 QFP라는 용어가 이들을 총칭하는 것으로 사용된다. 검사용구(1)의 하면에는 삽입홈이 소정의 형상으로 형성되어 있는 전도성 고무(2)가 삽입된다. 삽입홈의 형상은 검사 대상의 QFP(3)에 형성되어 있는 리이드의 형상에 맞추어져 결정된다. 다시 말해서, 삽입홈의 형상은 일정한 것이 아니며, 필요에 따라 전용 검사용구가 제작될 때 검사 대상 부품의 형상에 따라 결정된다. 검사용구(1)의 삽입홈에 삽입되는 전도성 고무(2)는 그 일부분이 QFP(3)의 리이드와 접촉할 수 있도록 노출된다. 검사용구(1)는 상부 구조체(8)에 체결되어 있는 축(4)에 결합되어 축(4)과 함께 이동한다. 축(4)의 외주에는 스프링(5)이 삽입 설치되어 상부 구조체(8)와 검사용구(1) 사이에 안정적인 결합이 이루어지도록 지지력을 준다. 복수의 접촉핀(7)이 하부 구조체(9)에 검사 대상 인쇄회로기판(6)의 실장부품에 맞게 설치되어 인쇄회로기판(6)과 전기적으로 접촉하도록 검사 대상 회로기판(6)의 하부에 위치한다. 상부 구조체(8)가 하강하여 인쇄회로기판(6)을 밀어주면, 접촉핀(7)들은 인쇄회로기판(6)의 실장부품의 모든 리이드들과 전기적으로 접속될 수 있다.

복수의 접촉핀(7)들은 도선에 의해 제어 수단과 연결되어 있으며, 제어 수단에서는 검사를 위한 전류를 인가하게 된다. 제어 수단은 검사 대상 회로기판(6)에 따른 소정의 프로그램에 의해 작동될 수 있어 이에 따라 각 접촉핀(7)들에 선택적으로 전류를 인가하게 된다.

제1도 내지 제5도를 참조하여, 본 발명의 검사장치를 사용한 검사방법을 검사절차에 따라 설명한다. 제1도는 본 발명에 따른 검사용구가 상승, 하강하며 검사가 이루어지는 모습을 개략적으로 보이는 사시도이며, 전용의 검사용구가 인쇄회로기판 상의 QFP에 대해 상하로 이동하는 모습을 도시하고 있다. 제3도는 인쇄회로기판과 QFP의 리이드 사이의 납땜 불량 상태를 보여 주는 부분 단면도이고, 제4도는 본 발명에 따른 검사장치를 보여 주는 도면으로 상부 구조체와 하부 구조체가 인쇄회로기판을 사이에 두고 접촉하고 있는 상태를 보여 주는 단면도, 그리고, 제5도는 본 발명에 따라 인쇄회로기판에 실장된 QFP 리이드의 납땜 상태를 검사하기 위한 구성을 예시하는 사시도이다.

검사할 인쇄회로기판(6)이 하부 구조체(9)에 놓여지고 상부 구조체(8)가 하강하면 인쇄회로기판(6)을 사이에 두고 상부 및 하부 구조체(8)(9)는 접근하게 된다. 이 때 상부 구조체(8)에 부착된 검사용구(1)도 하강하여 QFP(3)를 누르게 되며, 검사용구(1)의 삽입홈에 일부가 노출되도록 매설된 전도성 고무(2)는 QFP(3)의 모든 리이드와 접촉하는 상태가 된다. 물론, 전도성 고무(2)는 모든 리이드와 접촉하고 있으므로, 후술하는 바와 같이, 리이드들과 접촉핀(7)들 및 제어수단에 의해 회로를 형성할 수 있게 된다.

그 다음 단계에서 상부 구조체(8)가 더 하강하면서 인쇄회로기판(6)을 누르게 되면 각 접촉핀(7)은 검사 대상 QFP(3)의 리이드들 중 대응되는 리이드와 전기적으로 접속되는 지점의 인쇄회로기판(6) 패턴에 접촉하게 된다. 이 때 상기 복수의 접촉핀(7) 중 임의로 선택된 2개의 접촉핀 사이에 전류를 인가하여 그 2개의 접촉핀에 각각 대응하는 QFP(3)의 리이드와 인쇄회로기판(6) 사이의 납땜상태를 회로의 쇼트/오픈상태를 판별하여 검사하게 된다. QFP(3)의 2개의 리이드의 납땜 상태가 모두 정상인 경우에는, 상기 2개의 접촉핀 중 하나의 접촉핀으로부터 인쇄회로기판 패턴과 그 하나의 접촉핀에 대응되는 리이드와 전도성 고무(2)와 다른 하나의 리이드와 인쇄회로기판 패턴과 다른 하나의 리이드에 의해 회로가 정상적으로 형성되어 쇼트상태가 되지만 어느 하나의 리이드라도 인쇄회로기판(6)과의 납땜상태가 불량인 경우에는 그 리이드와 인쇄회로기판 사이의 전기적접속이 이루어지지 않게 되므로 오픈상태가 되어 회로가 정상적으로 형성되지 않는다.

상기 2개의 리이드를 제외한 나머지 리이드들도 상술한 바와 마찬가지 방법으로 쇼트 또는 오픈상태가 확인된다. 즉, 상기 2개의 접촉핀 외의 다른 2개의 접촉핀을 하나의 접촉핀쌍으로 하고, 또다른 2개의 접촉핀을 다른 접촉핀쌍으로 하는 방식으로 모든 접촉핀을 복수의 접촉핀쌍화 하여, 각 쌍의 접촉핀들 사이에 전류를 흘려서 상술한 바와 마찬가지의 방식으로 그 각 접촉핀과 대응하는 리이드와 인쇄회로기판(6)간의 쇼트/ 오픈상태를 검사한다. 이러한 검사는 동시에 행할 수도 있으며 필요에 따라서는 하나의 접촉핀쌍씩 순차적으로 행할 수도 있다.

이와 같은 인쇄회로기판에 실장된 QFP의 리이드의 납땜 불량 검사는 크게 보아 두 가지 방식으로 나누어 생각할 수 있다. 하나는 납땜 불량의 유무만을 검사하는 것이고, 다른 하나는 납땜 불량이 발생한 리이드를 정확하게 적출해 내는 검사이다. 전자의 검사는 더 간단하고 신속하게 이루어질 수 있다. 그러나, 후자의 검사는 다소 복잡한 과정이 요구된다.

후자의 검사 즉 불량의 개소를 정확히 찾아 내는 것은 품질 관리의 측면에서 매우 중요한데, 특히 특정 개소에서 불량이 발생될 경우에 불량을 줄이기 위한 대책 수립이 용이하기 때문이다. 또한 부품이나 인쇄회로기판의 가격이 비싼 경우로 불량의 수정이 용이한 경우에도 불량 개소를 정확히 찾아 내는 것이 바람직하다.

본 발명의 장치에서 검사를 수행할 경우, 모든 리이드를 검사하는 과정에서 납땜 상태가 불량인 리이드는 정확히 식별될 수 있다. 순차적인 검사 과정에서 납땜 불량인 리이드가 식별되지 않는 경우는 연속해서 4번 이상의 검사 결과가 오픈인 경우가 된다. 이러한 경우는 3개의 리이드 납땜이 연속적으로 잘못된 경우이거나 가운데 리이드의 납땜은 양호하고 그 양쪽의 리이드의 납땜이 불량인 경우이다. 즉, 이 경우에 가운데 리이드의 납땜 상태는 불량인지 아닌지 불투명한 것이다. 이와 같은 문제에 대한 대책은 실시예의 설명에서 설명된다. 그러나, 현실적으로 이런 경우가 빈발한다면 작업 불량율이 매우 높은 경우로 일반적으로 그 불량의 성격에 따라, 납땜 공정을 전반적으로 재정립하거나, QFP의 리이드 형성 상태 또는 기판 접촉점의 위치 변경 등에 대한 점검을 통해 기본적인 불량율을 먼저 낮춰야 할 것이다.

제5도를 참조하여, 구체적인 예를 통하여 전술한 내용을 더 상세히 설명한다. 검사용구(1; 제2도 참조)의 전도성 고무(2)가 QFP(3)의 모든 리이드와 접촉하고 있으므로 리이드 a, b, c, d, e, f 등은 서로 쇼트인 상태이다. 이때 각각의 리이드에 상응하는 각각의 접촉핀(7) a', b', c', d', e', f' 등을 통해 리이드의 납땜 상태를 검사하게 된다. 예를 들어 리이드의 수가 12개인 QFP(3)에서 각 리이드의 납땜 상태를 검사하고자 하면, a'→a→b→b'의 방향으로 전류를 인가하여 접속핀과 연결되어 있는 제어 수단에 의해 쇼트 또는 오픈상태를 판정하면 된다. 그 다음 b'→b→c→c'의 방향으로 전류를 인가하고, c'→c→d→d'의 방향으로 전류를 인가하고, d'→d→e→e'의 방향으로 전류를 인가하는 방식으로, 2개의 핀에 대하여 순차적으로 전류를 인가하여, 각각의 경우에 대해 쇼트/오픈상태를 점검한다. 모든 리이드를 순환하여 점검이 완료되면, 납땜 불량이 있는 경우 어느 리이드가 불량인지 구분해 낼 수 있게 된다.

a에서 1까지의 12개의 리이드를 갖는 QFP의 경우에 대하여, 몇 가지 검사 결과의 예를 표로 작성하여, 각각의 에에서 납땜 불량 리이드를 판단하는 방법을 고찰해 본다. 표 1에서, 쇼트 상태는 ○로 표시되어 있고 오픈상태는 ×로 표시되어 있다.

상기의 표 1에 표시된 쇼트/오픈상태는 설명을 위하여 실제 발생할 수 있는 불량보다 높은 불량의 리이드의 납땜 상태가 발생한 것으로 가정하여 몇 가지 유형으로 불량 상태가 표시되어 있다. 물론, 실제에 있어서는 납땜 불량이 전혀 발생하지 않는 것이 가장 바람직하며, 발생하는 경우에도 간혹 하나 정도가 발생해야 할 것이다.

표 1의 예 1에 나타난 바와 같이, 하나의 리이드가 불량이면 오픈상태가 2번 연속해서 발생되며, 오픈상태에 계속 관여된 리이드가 납땜 불량인 것으로 판정된다. 즉, 각각 2개의 오픈상태의 가운데 위치한 리이드인 리이드 c 및 j가 납땜 불량인 것이다. 예 2는 리이드 a가 납땜 불량인 경우를 보여 주며, 예 3은 연속하여 3개의 오픈상태가 발생한 경우이며, 리이드 b 및 c가 납땜 불량인 상태이다. 예 4와 예 5는 불량이 많은 예로서, 이 상태에서는 일부 리이드, 즉, 예 4에서 리이드 c와, 예 5에서는 리이드 c 및 d의 양불량이 불명확하게 된다. 표 1에서 알 수 있는 바와 같이 이와 같은 상태는 연속해서 4개 이상의 오픈상태가 연속적으로 발생할 경우에 나타난다. 물론, 이 경우에 양불량이 불명확한 리이드의 불량 여부를 확인 과정은 간단하며, 불명확한 리이드를 상태가 양호한 것으로 이미 판정된 리이드와 함께 회로를 구성하여 검사를 추가적으로 수행하도록 하면 된다. 거의 발생하지 않는 경우이겠지만, 6개 이상의 오픈상태가 연속적으로 발생하는 경우에도 마찬가지로 처리할 수 있다.

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 연속적인 오픈상태가 4개인 경우에 불량으로 추정되는 리이드는 3개이고 이중의 가운데의 1개가 불명확한 리이드이고, 연속적인 오픈상태가 5개인 경우에 불량으로 추정되는 리이드는 4개이고 이중의 가운데의 2개는 불명확한 리이드이다. 마찬가지로, 연속적인 오픈상태가 6개인 경우에 불량으로 추정되는 리이드는 5개이고 이중의 가운데의 3개는 불명확한 리이드이다. 그 이상의 연속적인 오픈상태가 발생하는 경우에도 같은 논리로 추정할 수 있다. 물론, 연속적으로 오픈상태가 6개 이상으로 발생할 확률은 정상적인 작업에서 매우 낮지만 검사과정으로는 고려할 필요가 있다.

따라서, 4개 이상의 오픈상태가 연속적으로 발생하는 경우에 양호한 리이드를 이용하여 추가적인 확인 검사를 수행하도록 프로그램을 형성할 수 있다.

Claims (3)

1. 인쇄회로기판과 그 인쇄회로기판에 실장된 실장부품의 리이드들의 접속상태를 검사하기 위한 인쇄회로기판 실장부품 검사용 검사장치에 있어서, 하면에 소정의 형상으로 형성된 삽입홈을 갖는 검사용구; 상기 검사용구를 안내하고 지지하는 축; 상기 축의 외주를 따라 삽입되어 검사용구를 지지하는 스프링; 상기 축을 통해 상기 검사용구가 설치되며, 승강 가능하게 설치되는 상부 구조체; 인쇄회로기판의 하부에 위치하며 상기 상부 구조체가 하강되어 상기 인쇄회로기판을 누르면 그 인쇄회로기판과 전기적으로 접촉되는 복수의 접촉핀; 상기 복수의 접촉핀이 설치되는 하부 구조체; 상기 검사용구의 삽입홈에 삽입되며, 상기 상부 구조체의 하강에 따른 검사용구의 하강시에 상기 실장부품의 리이드들에 접촉됨으로써 그 리이드들을 모두 전기적으로 연결시키는 전도성 고무; 및 상기 전도성 고무가 상기 리이드들을 모두 전기적으로 연결시킨 상태에서 상기 복수의 접촉핀 중 임의로 선택된 두 개의 접촉핀 사이에 전류를 인가하여 그 두 개의 접촉핀 사이의 쇼트/오픈상태를 검사할 수 있도록 상기 복수의 접촉핀과 전기적으로 연결되어 있는 제어수단; 을 포함하여 구성되는 인쇄회로기판 실장부품 검사용 검사장치.
2. 상부 구조체를 하강시킴으로써 이에 부착된 검사용구를 하강시켜서, 하부 구조체 상의 인쇄회로기판에 실장된 실장부품의 리이드들이 모두 전기적으로 연결되도록, 상기 검사용구에 설치된 전도성 고무를 상기 실장부품의 리이드들에 접촉시키는 단계; 상기 하부 구조체에 상기 인쇄회로기판을 통해 상기 각 리이드들과 전기적으로 연결되는 위치에 설치된 복수의 접촉핀이 인쇄회로기판과 접촉하도록 상부 구조체를 인쇄회로기판으로 하강 압착시키는 단계; 및 상기 복수의 접촉핀이 인쇄회로기판에 접촉된 상태에서, 상기 복수의 접촉핀 중 임의로 선택된 두 개의 접촉핀 사이에 전류를 인가하여 그 두 개의 접촉핀 사이의 쇼트 또는 오픈상태를 확인하는 확인단계; 를 포함하는 인쇄회로기판 실장부품 검사방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 확인단계에서 오픈상태가 발생하는 경우에, 상기 두 개의 접촉핀 이외의 다른 접촉핀과 상기 두 개의 접촉핀 중 어느 하나의 접촉핀 사이에 전류를 인가하여 그 접촉핀들 사이의 쇼트 또는 오픈상태를 확인함으로써, 상기 두 개의 접촉핀 중 어느 접촉핀이 인쇄회로기판과 전기적으로 접속되어 있지 않은지를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 실장부품 검사방법.